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略论水产养殖中微生态制剂的应用

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一、微生态制剂的作用机理

1抑制有害微生物的生长,维持微生态平衡

(1)优势种群作用。微生态制剂中的有益菌筛选于水产动物体内,当使用微生态制剂后,水产动物机体内有益菌群便得到了补充,在数量上占了绝对优势,从而排斥致病菌使其难以生存,防止病害的发生。(2)生物夺氧作用。一般情况下,水产动物体内正常微生物菌群以厌氧菌为主,占99%,而需氧菌和兼性厌氧菌只占1%,某些好氧性有益菌进入机体后,消耗机体内大量氧气,有助于厌氧菌生长、抑制好氧致病菌的生长。(3)生物拮抗作用。拮抗作用包括化学拮抗和生物拮抗,有益菌群的代谢产物如乳酸、乙酸、过氧化氢和其他活性物质等形成化学拮抗;有益菌群有序定植于粘膜、皮肤等表面或细胞之间形成生物拮抗,抵御和阻止有害微生物的繁衍。

2补充机体营养成分及活性物质,促进机体生长,减少有害物质的积累

微生态制剂在水产动物体内可产生许多必需的营养物质,如氨基酸、维生素、促生长因子等,并且产生各种酶类,如淀粉酶、脂肪酶、蛋白酶、纤维素酶等,促进饲料的消化吸收,有些有益菌群本身含有大量的营养物质,可作为饵料添加剂,为水产动物补充营养,促进机体生长。同时,微生态制剂可产生一些酶类,如超氧化物歧化酶、氨基氧化酶、分解硫化物的酶类等,可以降低机体血液及粪便中氨、吲哚等有害物质的浓度,起到降解和去毒的作用。

3刺激机体免疫系统,增强机体免疫力

微生态制剂是良好的免疫激活剂和免疫佐剂,刺激肠粘膜内淋巴组织,提高免疫球蛋白浓度和巨噬细胞活性,增强机体体液免疫和细胞免疫功能,防止疾病发生和恶化。

4参与生物降解,消除水环境中的污染物,净化水质

微生态制剂可作为水质净化剂,能发挥氧化、氨化、硝化、反硝化、解硫、硫化、固氮等作用,将水环境中的动物排泄物、残存饵料、动物残体、化学药物、有害气体等迅速分解为二氧化碳、硝酸盐、磷酸盐、硫酸盐等,为单胞藻类生长繁殖提供营养,而单胞藻类的光合作用又为有机物的氧化分解及养殖生物的呼吸提供了溶解氧,构成一个良性的生态循环。

二、几种常用的微生态制剂及用途

1光合细菌

光合细菌是目前应用最广泛,使用量最大的一种微生态制剂。光合细菌归属于红螺菌目,分为红螺菌科、着色菌科、绿杆菌科和绿色丝状菌科等4科2属80余种,其中应用于水产养殖中的主要是红螺菌科。从1965年起,日本就开展光合细菌在水产养殖中的应用研究,并取得了很大成功,研究成果已在日本、东南亚和我国大部分地区得到了普遍应用。光合细菌能在有光无氧的条件下利用光能,以硫化物和有机物作为氢供体,以二氧化碳或有机物作为碳源生长发育,也可在有氧无光的条件下,通过有氧呼吸,氧化有机物从中获取能量生长。它在进行光合作用时不消耗氧气,也不释放氧气,而是通过吸收利用水体中的耗氧化合物,降低氧气的消耗而起到增氧的作用。光合细菌以上述独特的生理功能可以作为水质净化剂,降解池底有机污染物,增加溶氧,改善水体环境。但光合细菌不能氧化大分子有机物,对有机物污染严重的底泥作用则不明显。另一方面,光合细菌营养价值很高,其菌体含有丰富的蛋白质,以及维生素、生物素、类胡萝卜素、辅酶Q、叶酸等活性物质,它作为饵料添加剂可以有效提高养殖动物的消化吸收率、产卵率和成活率,除此之外,它还含有抗病毒因子及多种免疫促进因子,可活化机体的免疫系统,强化机体的应激反应,可以防治水产动物的烂腮病、肠道疾病、水霉病、赤鳍病等多种疾病。

2芽孢杆菌

芽孢杆菌是一类好氧性细菌,在环境不良的情况下可形成内生孢子,因此其制成的微生态制剂具有稳定性高、抗逆性强、耐高温、耐酸碱、耐加工、便于储藏和运输等优点。Kozasa首次将从土壤中分离的东洋芽孢杆菌孢子应用于水产养殖,此后芽孢杆菌制剂在水产养殖中得到广泛应用。目前在水产养殖中,应用较多的种类主要有地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌等。芽孢杆菌能产生活性很高的蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶,同时还有能降解饲料中复杂化合物的酶,如果胶酶、葡聚糖酶、纤维素酶、半纤维素酶、葡萄糖异构酶等,不仅可以迅速分解水体中的残饵、排泄物和动物残体等有机物,明显降低养殖水体的富营养化程度,净化水质,减少疾病发生,还可以有效提高饲料利用率,促进水产动物生长。

3硝化细菌

硝化细菌是亚硝化细菌和硝化细菌的统称,均为好氧自养性微生物,需要在体内制造有机物供其生长,这使得硝化细菌繁殖速度较缓慢,过多的有机物反而会抑制其生长。亚硝化细菌把水体中的氨氮转化成亚硝酸氮,并从中获得能量,再从二氧化碳或碳酸根离子制造自身所需的有机物,而硝化细菌则把亚硝酸氮最终氧化成对水体无害的硝酸氮,并从中获得能量。硝化细菌主要与其他细菌一起制成复合微生态制剂使用。

4酵母菌

酵母菌是一种单细胞生物,在有氧和缺氧的条件下都能有效分解水体中的糖类,迅速降低水中生物耗氧量,在池内繁殖出的酵母菌又可为水产动物的所利用。酵母细胞中含有多种必需氨基酸和必需脂肪酸,丰富的维生素、矿物质、多种消化酶免疫活性物质,特殊营养成分弥补了常规饵料的营养缺陷,主要做饵料添加剂,目前应用于水产养殖中的酵母主要有酿酒酒酵母、假丝酵母、海洋酵母和饲料酵母等。

5乳酸菌

乳酸菌是一种能使糖类发酵产生乳酸的细菌,降低肠道pH值,阻止和抑制有害物质,增强机体抗感染能力。在水产养殖中,主要是在饲料中添加。

6EM菌

EM是英文有效微生物(EffectiveMicroorgan-isms)的缩写,它是由光合细菌类、乳酸菌类、酵母菌类、放线菌类、醋酸杆菌类等5科10属80多种有益微生物复合而成,采用优化组合确定的比例和独特的发酵工艺将筛选出来的有益微生物混合培养形成的复杂稳定的能发挥多种功能的混合微生态制剂。

三、存在的问题及发展前景

目前,微生态制剂的研究和应用已取得了一系列的成就,但由于其在水产养殖上的应用时间不长,仍存在一些有待解决的问题:部分微生态制剂在加工、运输、贮藏过程中容易失活,需要对保存技术进一步研究;微生态制剂目前的施用技术受环境和动物本身等多因素限制,有待改进;复合微生态制剂中各菌类之间的协同配伍性等等。微生态制剂今后的发展趋势可主要归纳为:加强微生物制剂的基础理论和作用机制的研究;向高效、专一制剂发展,加强针对性,使其效果更显著;开发微生物制剂新剂型,提高稳定性;寻找自然界尚未开发的其它有益菌群并利用于水产养殖;向工程菌领域发展,运用基因工程技术开发具有特殊功能的工程菌制剂。

总之,随着人们对食品安全和品质要求的日益提高,微生态作为无污染、无残留的新一代净水和防病产品,开发应用前景广、潜力大,具有巨大的经济、社会和生态效益。正如我国著名微生物专家、中国微生态学创始人魏曦教授所预言:“光辉的抗生素之后的时代将是活菌制剂的时代”。

本文作者:夏蒙、李朋富单位:南京大学生命科学学院

中国水产科学杂志责任编辑:田老师    阅读:人次